JP7524704B2

JP7524704B2 - 端子

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Publication number: JP7524704B2
Application number: JP2020170909A
Authority: JP
Inventors: 賢弥安藤
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2024-07-30
Anticipated expiration: 2040-10-09
Also published as: DE102021126021A1; CN114336128A; JP2022062780A; CN114336128B; US20220115802A1

Description

本発明は、端子に関する。

自動車の電子化が進み、コネクタには電気配線の増加による多極化や、電子部品の増加による小型化が求められている。

特許文献１は、別の導電性部材と接触する接点部を含む領域の母材表面上に、最表面にスズが露出した領域と銅－スズ合金が露出した領域とよりなる複合被覆層が形成されたコネクタ端子を開示する。

特開２０１４－０６３６６２号公報

特許文献１に開示されたコネクタ端子では、別の導電性部材との電気的な接続の際に、複合被覆層の表面において摺動が生じ、この時、露出領域の広いスズ層同士の凝着およびスズ層の掘り起こし摩耗が容易に起こる。これにより、複合被覆層の表面での摩擦抵抗が高くなり、端子挿入力が増加してしまうという問題点を有する。コネクタ端子が多極化した場合、端子挿入力が増加すると、作業者が手で接続することが困難になり、コネクタにレバーを装着する必要がある。コネクタ端子の挿入力を下げることで、多極化が可能となってコネクタ数の削減が可能となり、また、レバー式コネクタから、レバーがない通常のコネクタに代替可能となるため、小型化が可能となる。このため、別の導電部材を比較的小さい力で挿入できる端子が求められている。

本発明は、上述の事情の下になされたものであり、相手端子を比較的小さい力で挿入できる端子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る端子は、
相手端子が挿入される筒状の形状を有し、内壁に前記相手端子と接触する接触領域を有する本体部と、
前記相手端子を前記接触領域に押し当てる弾性接触板と、
前記接触領域における、前記相手端子が挿入される前記本体部の入口に最も近い端部に接続され、前記相手端子を前記接触領域に案内する、前記接触領域が形成された面に対して傾斜した傾斜部と、
を備え、
前記接触領域には、前記相手端子が挿入される第１の方向に交差する第２の方向に延びる複数の溝が形成され、
前記傾斜部は、前記傾斜部と前記接触領域との間に形成された屈曲部を介して前記接触領域に接続されている。

複数の前記溝は、等間隔に配置されるとよい。

複数の前記溝は、互いに平行に配置されるとよい。

前記溝と前記溝との間隔は、前記溝の幅より大きいとよい。

前記接触領域において、前記第１の方向に直交する断面は、１つまたは２つの前記溝と交差するとよい。

複数の前記溝は、前記第１の方向に対して３０度以上６０度以下の角度で傾斜する方向に延びるとよい。

前記接触領域は、前記相手端子が挿入される前記本体部の入口に最も近い端部に前記溝が形成されていない部分を有するとよい。

前記第１の方向において、前記端部における前記溝が形成されていない部分の長さは、前記溝の幅以上であるとよい。

前記接触領域は、前記第１の方向に延びる仮想線により分割された第１の接触領域と第２の接触領域を有し、
前記第１の接触領域には、表面に前記第２の方向に延びる複数の第１の溝が形成され、
前記第２の接触領域は、前記仮想線を対称軸とし、前記第１の接触領域に形成された複数の前記第１の溝と線対称に形成された複数の第２の溝が形成されるとよい。

前記相手端子と前記接触領域とのうちの少なくとも１つは、導電性の被覆層を有するとよい。

本発明によれば、接触領域に、相手端子が挿入される第１の方向に交差する第２の方向に延びる複数の溝が形成されている。このため、相手端子を比較的小さい力で挿入できる端子を提供できる。

本発明の実施の形態に係る端子を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る端子を示す上面図である。本発明の実施の形態に係る端子を示す側面図である。本発明の実施の形態に係る相手端子を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る相手端子を示す側面図である。図５のＶＩ－ＶＩ断面図である。図２のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。図３のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。図３のＩＸ－ＩＸ断面図である。本発明の実施の形態に係る接触領域の拡大断面図である。本発明の実施の形態に係る端子に相手端子を挿入する方法を説明する断面図である。図１１のＡ部分の拡大断面図である。本発明の実施の形態に係る端子に相手端子を挿入する方法を説明する拡大断面図である（その１）。本発明の実施の形態に係る端子に相手端子を挿入する方法を説明する拡大断面図である（その２）。本発明の実施の形態に係る端子に相手端子を挿入する方法を説明する拡大断面図である（その３）。変形例に係る接触領域を示す図である（その１）。変形例に係る接触領域を示す図である（その２）。変形例に係る接触領域を示す図である（その３）。

以下、本発明を実施するための形態に係る端子について、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る端子１００は、図１～図３に示すように、相手端子２００が挿入される本体部１０と、弾性接触板２０と、を備える。端子１００は、樹脂製のハウジングに収容され、例えば、車載用の電子回路を電気的に接続するために用いられる。

理解を容易にするために、端子１００に相手端子２００が挿入される方向をｘ方向、弾性接触板２０が相手端子２００を押圧する方向をｚ方向、ｘ方向およびｚ方向に垂直な方向をｙ方向とする直交座標系を設定し、適宜参照する。

相手端子２００は、図４～図６に示すように、幅Ｗ１の金属棒であり、長手方向に溝が形成されているオス端子である。相手端子２００は、好ましくは、表面に導電性の被覆層を有する。導電性の被覆層は、スズ層またはスズ合金層を含む。

本体部１０は、図７に示すように、金属板などの導電性部材を曲げ加工して形成されているメス端子であり、筒状の形状を有する。本体部１０は、導線の絶縁部分を固定する被覆固定部１１と、導線の導体部分を圧着固定するための導体かしめ部１２と、を備える。本体部１０は、好ましくは、表面に導電性の被覆層を有する。導電性の被覆層は、スズ層またはスズ合金層を含む。また、本体部１０には、内壁に相手端子２００と接触する接触領域３０と、相手端子２００を接触領域３０に案内する傾斜部３２と、が形成されている。傾斜部３２は、接触領域３０が形成された面に対して傾斜している。

被覆固定部１１は、かしめにより、電線の絶縁性の被覆部分の端部を押さえて、引抜き力から導体かしめ部１２と芯線との接続を保護する。導体かしめ部１２は、かしめにより、電線の導電性の芯線に圧着され、電気的に接続される。

弾性接触板２０は、本体部１０の内部に配置され、相手端子２００を接触領域３０に押し当てるものである。本体部１０の長手方向（ｘ軸方向）に沿って配置されたアーチ状の板ばねから構成される。弾性接触板２０は、アーチ状の板ばね部２１と、図１に示す耳部２２と、を備える。耳部２２は、板ばね部２１のｘ軸方向における中央部分の両側部から側方（ｙ軸方向）に突出している。弾性接触板２０は、先端部２３と後端部２４とが本体部１０の内壁１３に支持され、図８に示すように、中央部分に位置する耳部２２が本体部１０の両方の側壁１４に形成された切り欠き部１５に嵌る。耳部２２が切り欠き部１５に嵌ることで、弾性接触板２０がｘ方向に移動することを抑制する。また、耳部２２がｚ方向に移動可能であることで、弾性接触板２０は、相手端子２００が挿入されるとたわみ、弾性接触板２０と弾性接触板２０に対向して形成された接触領域３０とは、挿入された相手端子２００を挟持する。また、耳部２２が切り欠き部１５に嵌ることで、弾性接触板２０が接触領域３０と接触することが抑止され、先端部２３と後端部２４とが自由端であっても弾性接触板２０と接触領域３０との隙間が維持される。

接触領域３０は、本体部１０の内壁に形成され、相手端子２００と接触する部分である。接触領域３０には、図９に示すように、相手端子２００が挿入されるｘ方向（第１の方向）に交差する方向（第２の方向）ｄ１に延びる複数の溝３１が形成されている。複数の溝３１は、好ましくは、等間隔に配置される。また、複数の溝３１は、好ましくは、互いに平行に配置される。また、隣り合う溝３１と溝３１との間隔Ｗ２は、好ましくは、溝３１の幅Ｗ３より大きい（Ｗ２＞Ｗ３）。また、ｘ方向と複数の溝３１が延びる方向ｄ１の為す狭角θ１は、４５度である。複数の溝３１のｙ方向における長さＬ１は、相手端子２００の幅Ｗ１以上である（Ｌ１≧Ｗ１）。また、接触領域３０は、溝形成領域３３と、相手端子２００が挿入される本体部１０の入口１６に最も近い端部に溝３１が形成されていない部分としての溝非形成領域３４と、を有する。

溝形成領域３３は、ｘ方向に直交する断面に溝３１が交差する領域をいい、詳細には、ｘ方向において、本体部１０の入口１６に最も近い溝３１の端部３１ａと、入口１６から最も遠い溝３１の端部３１ｂと、の間の領域である。溝非形成領域３４は、ｘ方向に直交する断面に溝３１が交差しない部分をいい、詳細には、本体部１０の入口１６に最も近い溝３１の端部３１ａと、接触領域３０における本体部１０の入口１６に最も近い端３５と、の間の領域である。ｘ方向と複数の溝３１が延びる方向ｄ１の為す狭角θ１は、４５度であることにより、溝形成領域３３において、ｘ方向に直交する図８に示す任意の断面は、１つまたは２つの溝３１と交差する。接触領域３０に溝３１が形成されることで、導電性の被覆層の摩耗粉が溝３１に落ち込み（付着し）、接触領域３０と相手端子２００との間に摩耗粉がたまらないようにすることができる。

また、ｘ方向において、端部における溝非形成領域３４の長さＬ２は、溝３１の幅Ｗ３以上である（Ｌ２≧Ｗ３）。なお、接触領域３０は、図１０に示すように、平坦に形成された部分であり、接触領域３０における本体部１０の入口１６に最も近い端３５は、接触領域３０が形成された平坦面に対して傾斜している傾斜部３２との境目である。接触領域３０に溝非形成領域３４が形成されることで、溝３１により、接触領域３０または相手端子２００の導電性の被覆層を削ることを抑制し、挿入力が増加することを防止する。また、溝３１の断面は、台形形状を有する。

つぎに、端子１００に相手端子２００を挿入する方法について説明する。

まず、図１１および図１２に示すように、作業者は、相手端子２００の先端部２１０を端子１００の入口１６から挿入する。

相手端子２００の先端部２１０が端子１００の入口１６から挿入されると、図１３に示すように、先端部２１０が傾斜部３２に接触する。これにより、相手端子２００の先端部２１０が接触領域３０に容易に導かれる。

さらに、相手端子２００の先端部２１０が端子１００に挿入されると、図１４に示すように、相手端子２００の先端部２１０が接触領域３０における溝非形成領域３４に導かれる。接触領域３０に溝非形成領域３４が形成されることで、溝３１により、接触領域３０または相手端子２００の導電性の被覆層を削ることを抑制し、被覆層のカスを含む摩耗粉が生成されることを防止する。

さらに、相手端子２００が端子１００に挿入されると、図１５に示すように、相手端子２００の先端部２１０が接触領域３０における溝形成領域３３に導かれる。接触領域３０に溝３１が形成されることで、導電性の被覆層の摩耗粉が溝３１に落ち込み（付着し）、接触領域３０と相手端子２００との間に摩耗粉がたまらないようにすることができる。

さらに、相手端子２００が端子１００に挿入されると、相手端子２００が端子１００に接続される。

以上、説明したように、本実施の形態の端子１００は、接触領域３０に複数の溝３１が形成されていることで、相手端子２００を比較的小さい力で挿入できる。端子１００に相手端子２００を挿入する力は、接触領域３０と相手端子２００との摩擦力に起因している。摩擦力は、凝着摩擦、掘り起こしによる摩擦、弾性ヒステリシス損失の和で表される。端子１００と相手端子２００との表面に被覆層としてスズ層が形成されている場合、相手端子２００が端子１００に挿入されるに伴い、スズ層同士が接触し、真実接触面（実際に接触している微細な接触面）が凝着した後、スズ層の凝着した部分が端子１００または相手端子２００から離れようとする。その後、スズ層同士が接触したまま、凝着した部分が端子１００または相手端子２００からから外れると、摩耗粉が形成される。摩耗粉はその後、相手端子２００の挿入によって他のスズ層を掘り起こし、掘り起こしによる摩擦を生じさせる。また、被覆層としてスズ合金層が形成されている場合も同じである。本実施の形態の端子１００は、接触領域３０に複数の溝３１が形成されていることで、導電性の被覆層の摩耗粉が溝３１に落ち込み（付着し）、接触領域３０と相手端子２００との間に摩耗粉がたまらないようにすることができる。従って、本実施の形態における端子１００では掘り起こしによる摩擦を低減することができ、挿入する力を低減することができる。また、導電性の被覆層の摩耗粉が溝３１に落ち込むことで、端子１００と相手端子２００との間に摩耗粉が溜まらず、端子１００と相手端子２００とが直接接触でき、接触抵抗を小さくすることができる。

従って、本実施の形態の端子１００は、相手端子２００を挿入する力を比較的小さくすることで、１つのコネクタに多極化が可能となり、コネクタ数の削減が可能になる。自動車の電子化が進み、コネクタに要求されている電気配線の増加による多極化や電子部品の小型化に対応することができる。また、極数によっては、レバー式のコネクタから、レバーがない通常のコネクタに代替えが可能となるため、小型化が可能である。また、部品点数削減によるコストダウンにも貢献できる。

また、接触領域３０において、ｘ方向に直交する図８に示す断面が、１つまたは２つの溝３１と交差する構造を有することにより、相手端子２００の先端部２１０が、溝形成領域３３にある場合、相手端子２００の挿入時に常に溝３１に接触することにより、相手端子２００を挿入する力を一定にできる。これに対して、溝３１がｙ方向に延びる形状である場合、相手端子２００の先端部２１０が、溝３１のある部分とない部分とを交互に通過するため、相手端子２００を挿入する力が大きくなったり小さくなったりを繰り返す虞があり、作業者がコネクタを接続する際、大きい力が必要となる虞がある。

また、端子１００は、傾斜部３２を有することで、相手端子２００の先端部２１０が傾斜部３２に接触することにより、相手端子２００の先端部２１０が容易に接触領域３０に導かれる。また、接触領域３０に溝非形成領域３４が形成されることで、溝３１により、接触領域３０または相手端子２００の導電性の被覆層を削ることを抑制し、被覆層のカスを含む摩耗粉が生成されることを防止する。これにより、端子１００は、相手端子２００を比較的小さい力で挿入できる。

（変形例）
上述の実施の形態においては、接触領域３０に形成された複数の溝３１が延びる方向ｄ１とｘ方向との為す狭角θ１は、４５度である例について説明した。接触領域３０に形成された複数の溝３１は、相手端子２００が挿入されるｘ方向に交差する方向に延びればよい。例えば、複数の溝３１は、図１６に示すように、相手端子２００が挿入されるｘ方向と狭角θ２＝６０度で交差する方向ｄ２に延びる複数の溝３１が形成されていてもよい。この場合、溝形成領域３３において、ｘ方向に直交する断面Ｓ１は、１つの溝３１と交差する。また、複数の溝３１は、図１７に示すように、相手端子２００が挿入されるｘ方向と狭角θ３＝３０度で交差する方向ｄ３に延びる複数の溝３１が形成されていてもよい。この場合、溝形成領域３３において、ｘ方向に直交する断面Ｓ２は、２つの溝３１と交差する。以上のように、複数の溝３１が延びる方向ｄ２、ｄ３とｘ方向との為す狭角θ２、θ３が、３０度以上６０度以下であれば、溝形成領域３３において、断面Ｓ１、Ｓ２は、１つまたは２つの溝３１と交差する。このため、狭角θ２、θ３は、３０度以上６０度以下であることが好ましい。

また、接触領域３０は、図１８に示すように、ｘ方向に延びる仮想線ＡＸにより分割された第１の接触領域３０ａと第２の接触領域３０ｂとを有してもよい。この場合、第１の接触領域３０ａには、表面にｘ方向に交差する方向ｄ４に延びる複数の第１の溝３６ａが形成される。また、第２の接触領域３０ｂには、仮想線ＡＸを対称軸とし、第１の接触領域３０ａに形成された複数の第１の溝３６ａと線対称に形成された複数の第２の溝３６ｂが形成されている。このようにすることで、ｘ方向に見て左右対称のＶ字形状の溝３６が形成される。

上述の実施の形態においては、導電性の被覆層が、スズ層またはスズ合金層を含む例について説明した。被覆層は、接触領域３０と相手端子２００との接触抵抗を小さくするためなどに用いられるものであればよい。被覆層は、銀、銀合金、金または金合金などの薄膜層であってもよい。

上述の実施の形態においては、弾性接触板２０が、本体部１０の長手方向に沿って配置されたアーチ状の板ばねから構成される例について説明した。弾性接触板２０は、相手端子２００を接触領域３０に押し当てることができればよく、本体部１０に接続された金属板から形成されていてもよい。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

本発明は、車載用を含む電子回路を電気的に接続するために用いられる。

１０…本体部、１１…被覆固定部、１２…導体かしめ部、１３…内壁、１４…側壁、１５…切り欠き部、１６…入口、２０…弾性接触板、２１…板ばね部、２２…耳部、２３…先端部、２４…後端部、３０…接触領域、３０ａ…第１の接触領域、３０ｂ…第２の接触領域、３１…溝、３１ａ、３１ｂ…端部、３２…傾斜部、３３…溝形成領域、３４…溝非形成領域、３５…端、３６…溝、３６ａ…第１の溝、３６ｂ…第２の溝、１００…端子、２００…相手端子、２１０…先端部、ＡＸ…仮想線、Ｌ１、Ｌ２…長さ、Ｗ１、Ｗ３…幅、Ｗ２…間隔、ｄ１～ｄ４…方向、Ｓ１、Ｓ２…断面、θ１～θ３…狭角

Claims

相手端子が挿入される筒状の形状を有し、内壁に前記相手端子と接触する接触領域を有する本体部と、
前記相手端子を前記接触領域に押し当てる弾性接触板と、
前記接触領域における、前記相手端子が挿入される前記本体部の入口に最も近い端部に接続され、前記相手端子を前記接触領域に案内する、前記接触領域が形成された面に対して傾斜した傾斜部と、
を備え、
前記接触領域には、前記相手端子が挿入される第１の方向に交差する第２の方向に延びる複数の溝が形成され、
前記傾斜部は、前記傾斜部と前記接触領域との間に形成された屈曲部を介して前記接触領域に接続されている、
端子。
複数の前記溝は、等間隔に配置される、
請求項１に記載の端子。
複数の前記溝は、互いに平行に配置される、
請求項１または２に記載の端子。
前記溝と前記溝との間隔は、前記溝の幅より大きい、
請求項１から３の何れか１項に記載の端子。
前記接触領域において、前記第１の方向に直交する断面は、１つまたは２つの前記溝と交差する、
請求項１から４の何れか１項に記載の端子。
複数の前記溝は、前記第１の方向に対して３０度以上６０度以下の角度で傾斜する方向に延びる、
請求項１から５の何れか１項に記載の端子。
前記接触領域は、前記相手端子が挿入される前記本体部の入口に最も近い端部に前記溝が形成されていない部分を有する、
請求項１から６の何れか１項に記載の端子。
前記第１の方向において、前記端部における前記溝が形成されていない部分の長さは、前記溝の幅以上である、
請求項７に記載の端子。
前記接触領域は、前記第１の方向に延びる仮想線により分割された第１の接触領域と第２の接触領域を有し、
前記第１の接触領域には、表面に前記第２の方向に延びる複数の第１の溝が形成され、
前記第２の接触領域は、前記仮想線を対称軸とし、前記第１の接触領域に形成された複数の前記第１の溝と線対称に形成された複数の第２の溝が形成される、
請求項１から８の何れか１項に記載の端子。
前記相手端子と前記接触領域とのうちの少なくとも１つは、導電性の被覆層を有する、
請求項１から９の何れか１項に記載の端子。